腸道菌群介導海帶多糖干預高脂飲食誘導小鼠胰島素抵抗的調控機制.pdf

1、海帶（Laminaria japonica）是一種常見的海洋蔬菜，多糖是其主要的生物活性物質。課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，海帶多糖可以改善由高脂飲食引起的小鼠胰島素抵抗(Insulin resistance)。已有研究表明，腸道菌群(gut microbiota)產(chǎn)生的LPS是胰島素抵抗病理形成的主要機制之一。基于此，本論文以一種化學結構和生物活性明確的海帶多糖均一組分LJP61A為實驗材料，重點研究海帶多糖通過腸道菌群介導抑制高脂暴露誘發(fā)胰島

2、素抵抗的調控機制。論文獲得的實驗結果主要有:
　　(1) LJP61A可以顯著改善小鼠由高脂飲食引起的胰島素抵抗:HFD高脂飲食會引起小鼠胰島素敏感性降低、葡萄糖耐量下降，并產(chǎn)生胰島素抵抗。胰島素耐量實驗與口服葡萄糖耐量實驗的結果表明LJP61A可以顯著改善小鼠的胰島素敏感性及葡萄糖耐受性。此外，LJP61A能夠顯著降低小鼠空腹葡萄糖含量、胰島素含量以及HOMA-IR值。通過western-blot分析，我們還發(fā)現(xiàn)海帶多糖LJP6

3、1A能夠顯著降低肝臟組織與脂肪組織中p-AKT、p-IRS1的蛋白表達水平。這些結果均表明LJP61A可以顯著改善高脂飲食暴露誘發(fā)的胰島素抵抗。
　　(2) LJP61A可以顯著抑制高脂飲食誘導胰島素抵抗小鼠的炎癥反應:HFD會導致炎癥因子的過量分泌，使得機體產(chǎn)生持續(xù)的低度炎癥，而這種炎癥反應是導致機體產(chǎn)生胰島素抵抗的關鍵因素之一。本實驗采用高脂飲食HFD誘導C57BL小鼠胰島素抵抗的實驗模型，研究了LJP61A對小鼠炎癥反應的干

4、預作用。通過RT-qPCR分析，我們發(fā)現(xiàn)LJP61A顯著改善了肝臟組織與脂肪組織中TNF-α、IL-6、IL-10、IL-1β、PAI-1mRNA表達水平，以及血清中TNF-α、IL-6、IL-1β的含量，表明LJP61A可以下調NFκB和MAPK通路下游關鍵效應分子的表達。通過western-blot分析，我們發(fā)現(xiàn)LJP61A能夠顯著降低肝臟組織與脂肪組織中p-NFκBp65、p-P38、p-JNK、p-IκB、p-ERK1/2的蛋白

5、表達水平，說明LJP61A抑制了調控因子NF-κB信號通路，并通過抑制JNK、ERK、P38的活化而抑制MAPK信號通路。這些結果均表明LJP61A可以顯著抑制高脂飲食誘導胰島素抵抗小鼠的炎癥反應。
　　(3) LJP61A能顯著下調高脂飲食誘導的小鼠腸道通透性及內(nèi)毒素血癥:HFD高脂飲食會導致小鼠腸道通透性的增加，進而引起內(nèi)毒素血癥以及慢性炎癥。本次實驗結果表明，海帶多糖LJP61A可以顯著增大腸道閉合蛋白(Occludin)、

6、閉鎖連接蛋白(ZO-1)的表達量，以及Occludin、ZO-1 mRNA的表達水平。另外，LJP61A顯著減少了HFD小鼠血清中LPS的含量，并且降低了肝臟組織與脂肪組織中TLR4蛋白的表達量。這些結果表明LJP61A可以顯著下調高脂飲食誘導的小鼠腸道通透性及內(nèi)毒素血癥。
　　(4) LJP61A對高脂飲食改變小鼠腸道菌群構成具有干預作用:HFD飲食會導致腸道菌群的失調以及益生菌數(shù)量的下降，進而引起小鼠腸道緊密性發(fā)生變化。本次試

7、驗發(fā)現(xiàn)高脂飲食顯著提高了Firmicutes-to-Bacteroidetes比例，且LJP61A干預濃度為200mg/kg/day時厚壁菌門細菌的含量最低，擬桿菌門含量最高。另外，LJP61A的干預使Akkermansia、Bifidobacterium、Lactobacillus等腸道益生菌的相對豐度顯著提高。這些結果表明LJP61A對高脂飲食改變小鼠腸道菌群構成具有干預作用，可使其菌群結構更加接近于正常對照組小鼠。
　　以上